Search

Flax fibres were investigated as candidate to replace glass fibres reinforcements in structural composites with better environmental performance. Development of bio-composite materials involves investigation in: characterization of flax fibres, preparation and characterization of two woven reinforcements and evaluation of composite properties. Technical flax fibres planted in Croatia and processed in laboratory conditions were used. With the aim of obtaining highly oriented flax roving yarns, sliver of fibres were sized using pre-wet process. Two reinforcements in plain wave were woven on the weaving loom - bidirectional and unidirectional. Two unsaturated polyester resin based bio-composites reinforced with four layers of flax fibre woven rovings (first with four layers of bidirectional woven roving ; and second with four layers of unidirectional woven roving alternately placed at angle of 90°) were prepared by the hand lay-up technique at room temperature. The mechanical properties of composites were evaluated through tensile, flexural and interlaminar shear strength tests.

Primjena biokompozita, ojačanih prirodnim stabljičnim celuloznim vlaknima, kao alternative općeprihvaćenim kompozitnim materijalima ojačanim anorganskim vlaknima – staklenim ili ugljikovim, predstavlja značajan doprinos brizi za okoliš. Tehničko laneno vlakno je oporabljivo, biorazgradljivo i iznimno otporno na vlačna opterećenja. Kako je specifična gustoća lanenih vlakana 1, 45 g/cm3, a specifična gustoća E-stakla 2, 55 g/cm3, temeljem podataka za vlačnu čvrstoću pretpostavljeno je da bi uz povećanje mase lanenih vlakana za 42 % u odnosu na staklena vlakna svojstva tim vlaknima ojačanih kompozitnih materijala bila usporediva. Priređeni su uzorci višeslojnih kompozitnih ploča primjenom ručnog polaganja slojeva u kalup pod pritiskom s poliesterskom matricom: 1. s četiri sloja tkanog 2D ojačala iz lanene roving pređe ; 2. s četiri sloja tkanog 2D ojačala iz staklene roving pređe (42 % manje mase od lanenih vlakna u prvom uzorku) te 3. sa sedam slojeva tkanog 2D ojačala iz staklene roving pređe (jednake mase lanenim vlaknima u prvom uzorku). Definirane su konstrukcijske i dimenzijske karakteristike tkanih ojačala izrađenih u platnenom vezu. Vrednovana je kvaliteta biokompozita ojačanih lanenim vlaknima usporedbom s kompozitima ojačanih staklenim vlaknima, ispitivanjem mehaničkih svojstava - vlačne, savojne i međuslojne čvrstoće te tvrdoće i žilavosti. Na temelju rezultata provedenih ispitivanja utvrđeno je da je za lom biokompozitnog materijala ojačanog lanenim vlaknima bilo potrebno znatno veće vlačno opterećenje te da kompoziti ojačani lanenim vlaknima imaju veću međuslojnu čvrstoću od kompozita ojačanih staklenim vlaknima.

Pored uobičajene primjene lana u odjevne svrhe, u novije vrijeme tehnička lanena vlakna su veoma cijenjena sirovina u području proizvodnje tehničkog tekstila, a posebice bio-kompozitnih materijala. Tehničko laneno vlakno je oporabljivo, biorazgradivo i iznimno otporno na vlačna opterećenja. U radu je prikazana izrada i karakterizacija svojstava dva tkana ojačala od lanenih vlakana namijenjena izradi kompozitnih materijala s poliesterskom matricom. Za izradu tkanih ojačala primijenjena su tehnička vlakna iz kultivara Viola zasijanog 2011. godine na lokaciji Križevci, definirane duljine, finoće, prekidne sile i istezljivosti te pripadajuće čvrstoće. S obzirom na ograničenu duljinu vlakana, a sa svrhom priprave visoko orijentirane neuvijene pređe iz paraleliziranih vlakana - roving pređe, provedeno je škrobljenje snopića vlakana jednake mase s prednamakanjem. Utvrđena je finoća, prekidna sila i istezljivost te čvrstoća dobivene lanene roving pređe, a po uzoru na standardna ojačala iz staklenih vlakna, na tkalačkom stanu su ručno otkana dva ojačala u platnenom vezu (2D i UD 0°), definirane debljine, plošne mase i broja niti na jediničnoj duljini.

U eri održivog razvoja stavlja se naglasak na sirovine neovisne o naftnim derivatima, te su iz tog razloga poljoprovredno uzgojene biljke posebno zanimljive. Pored uobičajene primjene lana u odjevne svrhe, u novije vrijeme tehnička lanena vlakna su veoma cijenjena sirovina u području proizvodnje tehničkog tekstila, a posebice kompozitnih materijala. Iz tog razloga u radu je korišteno tehničko laneno vlakno koje g karakterizira oporabljivost, biorazgradivo st i iznimna otpornost na vlačna opterećenja. Prikazane su karakteristike lanenih vlakana, te priprema vlakana za izradu tkanih ojačala. Izrađena su dva tkana ojačala od lanenih vlakana namijenjena izradi kompoz itnih materijala sa poliesterskom matricom. Također, izradio se i kompozitni materijal ojačan staklenim vlaknima. Provedena su ispitivanja sa ciljem usporedbe mehaničkih svojstava (vlačna, savojna i međuslojna čvrstoća, udarni rad loma i tvrdoća).

Posljednjih godina istraživanja u svijetu usmjerena su na pronalaženje novih tipova kompozita s ojačalima od prirodnih vlakana. Poljoprivredno uzgojene biljke kao sirovine za proizvodnju prirodnih vlakana predstavljaju izvor sirovina neovisan o naftnim derivatima, pa su osobito zanimljive zbog svoje dostupnosti, obnovljivosti i prihvatljivosti s motrišta zaštite okoliša. U prvom dijelu rada dan je pregled najnovijih spoznaja na području proizvodnje polimernih kompozita s ojačalima od prirodnih vlakana. Navedene su najvažnije prednosti i nedostaci, te mogućnost preradbe i recikliranja. U drugom dijelu rada provedena su ispitivanja sa ciljem usporedbe mehaničkih svojstava polimernih kompozita ojačanih prirodnim i staklenim vlaknima. Kao ojačala prirodnog podrijetla korištena su lanena vlakna, a kao sintetičko vlakno korišteno je stakleno vlakno, različitog tkanja, roving i mat.